الفصل الحادي عشر

كوكب الأرض

كوكب الأرض هو موطننا المذهل. ونحن ننعم بضوء الشمس الذي يمر عبر غلافه الجوي، ونسبح في مياه بحيراته ومحيطاته، ونَكِدُّ في السَّيْر عبر الثلج والرياح الباردة في شتائه، ونرسل الإشارات بعضُنا إلى بعض عبر موجات الراديو في غلافه الجوي، لكن هل نعرف كيف نستخدم الفيزياء في تفسير هذه الظواهر؟ إليك عينة صغيرة من الأسئلة كي تشحذ همتك نحو التعرُّف على صورة أكثر اكتمالًا للكيفية التي تعمل بها هذه المنظومة الديناميكية الموجودة على جزيرتنا الكوكبية داخل الكون. وإذا تعلَّمت كيفية تطبيق العديد من المفاهيم من الفصول السابقة، فمن المفترض أنك على استعداد لمجابهة هذه التحديات.

(١) كاليفورنيا الباردة

في الولايات المتحدة، تكون مياه ساحل المحيط الهادي أبرد كثيرًا من مياه ساحل المحيط الأطلنطي. ما السبب؟

إدارة خِدمات الوقت التابعة لمرصد البحرية الأمريكية في واشنطن العاصمة تحتفظ بأدق ساعة ذرِّية في الولايات المتحدة. وعن طريق الاتصال بالرقم 900-410-TIME يمكنك سماع إعلان للتوقيت تقع دقته في حدود واحد على عشرة من الثانية. ويستطيع مراقبو الساعات الذين لديهم أجهزة راديو ذات موجات قصيرة أن يضبطوا أجهزتهم على المحطة WWV في فورت كولينز، كولورادو (٢٫٥، ٥، ١٠، ١٥ و٢٠ ميجا هرتز)، من أجل سماع الإشارة الزمنية للمكتب الوطني للمعايير.

(٢) أمواج على الشاطئ

الشخص الواقف عند الشاطئ يرى دائمًا الموجات الكبرى وهي تأتي نحوه مباشرة، بحيث تكون قمم الموجات موازية للشاطئ، رغم أنها على مسافة بعيدة نسبيًّا من الشاطئ تُرى وكأنها تقترب بزاوية. ما الذي يجعل مسار الموجات يستقيم؟

لقد اكتُشفت بالفعل جميع قوانين وحقائق العلوم الفيزيائية، وهذه القوانين والحقائق راسخة بثبات، لدرجة أن احتمالية أن تحلَّ محلها قوانين أخرى نتيجة اكتشافات جديدة هي احتمالية بعيدة للغاية.

ألبرت ميكلسون (حوالي عام ١٨٩٠م)

(٣) ألوان المحيط

من طائرة تحلِّق فوق المحيط، تبدو المياه الموجودة بالأسفل مباشرةً أشد قتامة مقارنةً بالمياه الموجودة على امتداد الأفق، فما السبب؟

نتيجة المعدَّل المتناقص لدوران الأرض حول نفسها، كان القرن العشرون أطول من القرن التاسع عشر بنحو ٢٥ ثانية.

(٤) ثبات السفينة

نحن نربط في المعتاد بين مركز الجاذبية المنخفض والثبات. ومع ذلك، في حالة السفينة الطافية، يجب أن يكون مركز الجاذبية فوق مركز الطفو (الموضع الذي يمكن اعتبار قوة الطفو إلى أعلى متركِّزة فيه) من أجل ضمان الثبات. فلماذا؟

إحدى أكثر مناطق كوكب الأرض تعرُّضًا لنشاط العواصف الرعدية هي مدينة جاوة؛ حيث يُسمع الرعد ٢٢٣ يومًا في العام. وفي الولايات المتحدة، تتميَّز منطقة وسط فلوريدا بأعلى عدد للأيام التي تشهد عواصف رعدية؛ وهو ٩٠ يومًا في العام. أما أقل عدد فيوجد على امتداد منطقة ساحل المحيط الهادي شمالي كاليفورنيا، وأوريجون، وواشنطن؛ حيث يندر وجود الرعد والبرق.

مارتن إيه أومان

(٥) السفن الأطول تتحرَّك بسرعة أكبر

تبلغ السرعة (سرعة «البدن») القصوى للسفينة البالغ طولها ١٠٠ متر نحو ٢٨ ميلًا في الساعة، بينما يكون من الصعب لسفينة طولها عشرة أمتار أن تتجاوز ثمانية أميال في الساعة. أما البطة (فكِّر فيها بوصفها سفينة قصيرة للغاية!) فيمكنها في الواقع أن تسبح تحت السطح بسرعة تزيد كثيرًا عن سرعتها على السطح. لماذا تستطيع السُّفن الأطول التحرُّك بسرعة أكبر؟

لا حاجة بالجمهورية لرجال العلم.

جان بول مارات (بمناسبة إدانة الكيميائي لافوازييه والحكم عليه بالإعدام بالمقصلة)

(٦) الجليد القطبي

ما السبب وراء أن الجليد الموجود في القارة القطبية الجنوبية يبلغ مقداره ثماني مرات مقدار الجليد الموجود في المنطقة القطبية الشمالية؟

لا تسْعَ إلى السير على خُطى القدماء، بل اسعَ خلف ما سعوا إليه.

ماتسو باشو

(٧) شمس القطب الشمالي

الشكل المبيَّن يوضِّح المواضع المتعاقِبة للشمس خلال فترة مقدارها بضع ساعات، كما رُصدت في ألاسكا. هل يمكنك أن تحدِّد بالتقريب اتجاه البوصلة الذي كان الراصد يواجهه؟ بالتقريب، في أي وقت من النهار أو الليل رُصد أقل ارتفاع للشمس؟

في المعتاد لا يُسمع الرعد إذا كان البرق المسبِّب له يقع على مسافة تزيد عن ١٥ ميلًا.

(٨) السَّيْر في دوائر بالقرب من القطبين

يُقال إن المستكشفين المفقودين لديهم ميل قوي للسير في دوائر إلى اليمين قُرب القطب الشمالي وإلى اليسار قرب القطب الجنوبي. هل يمكنك التفكير في تفسير محتمَل لذلك؟

تتحرَّك لوس أنجلوس مقتربةً من سان فرانسيسكو بالمعدل ذاته الذي تنمو به الأظفار.

(٩) توقعات الطقس

هل تتفق وتوقعاتِ الطقس المرتجَلة هذه؟ وإذا كنتَ تتفق معها، فما الأساس العلمي وراءها؟
  • (١)

    من المرجَّح أن تؤلمك مفاصلك قبل العاصفة المطيرة.

  • (٢)

    تنقنق الضفادع بصورة أكبر قبل أي عاصفة.

  • (٣)

    إذا كشفت أوراق الشجر عن جوانبها السفلية، فهطول المطر وشيك.

  • (٤)

    وجود حلقة حول القمر يعني سقوط المطر لو أن الطقس كان صافيًا.

  • (٥)

    الطيور والوطاويط تطير على ارتفاع منخفض قبل هبوب العاصفة.

  • (٦)

    يمكنك تحديد درجة الحرارة من خلال الاستماع إلى صرصور الليل.

  • (٧)

    الحبال تنكمش قبل هبوب العاصفة.

  • (٨)

    الأسماك تخرج إلى سطح الماء قبل هبوب العاصفة.

  • (٩)

    أسلاك الهاتف تصدر صريرًا يشير إلى حدوث تغير في الطقس.

قبل أن تطفو سفينة وزنها ألف طن، على أحدهم أن يزيح ألف طن من الماء. وهذه وظيفة قبطان السفينة.

من كتاب آرت لينكليتر بعنوان «حديقة المعلومات المغلوطة للأطفال»

(١٠) اتجاهات الرياح

تهبُّ الرياح على الأرض من مناطق الضغط المرتفع مباشرة إلى مناطق الضغط المنخفض. أهذه العبارة صحيحة أم خاطئة؟

أعلى موجة مسجَّلة رسميًّا بلغ ارتفاعها ١١٢ قدمًا من القمة إلى القاع، وقد قيست هذه الموجة خلال إعصار بلغت سرعته ٦٨ عقدة بواسطة الملازم فريدريك مارجراف (بالبحرية الأمريكية) مِنْ على متن السفينة يو إس إس رامابو خلال الإبحار من مانيلا، الفلبين، إلى سان دييجو، كاليفورنيا، في ليلة السادس والسابع من فبراير عام ١٩٣٣م.

موسوعة جينيس للأرقام القياسية (١٩٩٨م)

(١١) برودة الجنوب

لأسباب فلكية بالكامل، ينبغي أن يعاني نصف الكرة الجنوبي للأرض من فصول شتاء أشد برودة وفصول صيف أشد حرارة من النصف الشمالي. في الواقع، أقل درجة حرارة مسجَّلة، −١٢٨٫٦ درجة فهرنهايتية (−٨٩٫٢ درجة مئوية)، سُجلت في القارة القطبية الجنوبية. ومع ذلك، فالظروف الاستثنائية العجيبة التي تقع إجمالًا في نصف الكرة الجنوبي تعوِّض هذه النزعة على نحو فعَّال للغاية. ما الأسباب الفلكية الغامضة والظروف الاستثنائية العجيبة التي نشير إليها هنا؟

بلدة ويذرزفيلد، بولاية كونيتيكَت، هي البلدة الوحيدة في الولايات المتحدة التي ضربها نيزك مرتين متعاقبتين. ومن التفسيرات المحتملة لهذا الأمر أن بلدة ويذرزفيلد تقع على مقربة من هارتفورد؛ مركز تأمين الولايات المتحدة.

(١٢) الجبهات الهوائية

عند وجود الهواء البارد والهواء الدافئ أحدهما إلى جوار الآخر، كما يحدث في الجبهات الهوائية، فإنه حتى إذا لم يوجد اختلاف في الضغط عند المستوى الأرضي، فسيعمل الهواء الدافئ والهواء البارد عمل مناطق الضغط الجوي المرتفع والضغط الجوي المنخفض على الترتيب. ومن شأن اختلاف الضغط بينهما أن يُوجِد ما يُطلَق عليه الرياح الحرارية. على الجانب المقابل، نحن نعلم أن الهواء البارد أشد كثافة من الهواء الدافئ؛ لذا يبدو أن الهواء البارد هو الذي ينبغي أن يكون مرتبطًا بمناطق الضغط المرتفع. كيف لنا أن نحلَّ هذا التناقض الظاهري؟

بسبب التيارات الهوائية، عادةً ما يتساقط الثلج إلى أعلى عند سقف بناية الإمباير ستيت في نيويورك.

(١٣) البرق والرعد

الرعد هو الصوت الذي يحدث نتيجة تمدُّد الغازات بسرعة كبيرة على امتداد قناة للتفريغ البرقي. لكن على العكس من صاعقة البرق التي تقع على نحو فوري، يصدر صوت الرعد بطريقة مختلفة. فلماذا تحدث الدمدمة والهدير والهزيم وقصفة الرعد؟

المتوسط العالمي لدرجة حرارة السطح يبلغ ١٤٫٠ درجة مئوية. نصف الكرة الشمالي أدفأ قليلًا من النصف الجنوبي، بمتوسط ١٤٫٦ درجة مئوية في مقابل ١٣٫٤ درجة مئوية. عبر الفترة بين عامَي ١٨٦١ و١٩٩٧م، ارتفع متوسط درجة الحرارة العالمية بمقدار ٠٫٥٧ درجة مئوية. القدر الأكبر من صافي الدفء يقع في الليل؛ ففي الفترة بين عامَي ١٩٥٠ و١٩٩٣م ارتفع متوسط الحد الأدنى لدرجة الحرارة بمقدار ٠٫١٨ درجة مئوية لكل عَقد، بينما ارتفع المتوسط أثناء اليوم بمقدار ٠٫٠٨ درجة مئوية فقط لكل عَقد.

(١٤) برق دون رعد؟

هل يمكن أن يحدث برق دون رعد؟

الربيع، ذلك الفصل الذي تُزرع فيه المحاصيل، يتحرَّك بمقدار درجة واحدة في اتجاه الشمال كل أربعة أيام، ويصل متأخرًا بيوم كامل كل ارتفاع مقداره ١٠٠ قدم.

(١٥) اتجاه ضربة البرق

هل البرق الحادث بين السُّحب والأرض ينتقل إلى الأعلى أم الأسفل؟

الرقم القياسي لمعدل سقوط المطر خلال فترة زمنية قصيرة هو ١٢ بوصة في ٤٢ دقيقة، وذلك في هولت، بولاية ميزوري، عام ١٩٤٧م.

(١٦) مجال كهربائي خارج منزلك

حين تخرج من منزلك في يوم صافٍ فأنت تكون محاطًا بمجال كهربائي متجه لأسفل مقداره نحو ١٠٠ فولت لكل متر عند سطح الأرض. تتفاوت شدة المجال بدرجة كبيرة باختلاف الموقع، وطبوغرافيا المكان، والوقت من اليوم، وحالة الطقس. ومتوسط القراءات المأخوذة على قمة الجبال أعلى كثيرًا من القراءات المأخوذة على مستوى سطح البحر أو على الأرض المستوية. وعلى العكس، القراءات المسجَّلة في الوديان تكون أقل. حين تأتي سحابة رعدية، قد يرتفع المجال حتى ١٠ آلاف فولت لكل متر. فلماذا لا يقتلك فرق الجهد هذا؟

في المتوسط، يضرب البرق الطائرة التجارية العادية مرة كل ٥ آلاف إلى ١٠ آلاف ساعة من وقت الطيران. وفي جميع الأحوال تقريبًا تواصل الطائرة التي ضربها البرق طيرانها. وعمومًا، يخلِّف البرق آثارَ نقرات أو علامات حروق على بدن الطائرة المعدني، أو يخلِّف ثقوبًا أو حروقًا فيه. وتؤكد وكالة الطيران الفيدرالية وجود ثقوب عرضها يصل إلى ٤ بوصات في بعض الأحيان، وإن كان الحجم الشائع هو نصف البوصة.

مارتن إيه أومان

(١٧) الشحنة السالبة للأرض

لماذا يتسم سطح الأرض بأنه سالب الشحنة؟

أهو تأثير كوريوليس؟

في حفلات الكوكتيل يميل الضيوف إلى الدوران في اتجاه عقارب الساعة حول طاولة البوفيه. فهذه المنطقة منطقة ضغط عالٍ!

(١٨) تفاوت المجال الكهربائي العالمي

يبلغ تفاوت المجال الكهربائي الجوي العالمي حدَّه الأقصى يوميًا عند الساعة ١٩٠٠ (السابعة مساءً) بالتوقيت العالمي (توقيت جرينيتش). هل من فكرة عن سبب ذلك؟

الفارق بين مناطق الضغط العالي ومناطق الضغط المنخفض يكون عادةً أقل من ٣ بالمائة.

(١٩) نطاق استقبال موجات الراديو

من الأيسر كثيرًا استقبال إشارات الراديو إيه إم (والموجات القصيرة) في الليل. في الواقع، من أجل منع التداخل، فإن معظم المحطات التي تبثُّ على التردد إيه إم مطالَبةٌ بأن تقلِّل طاقتها أو حتى توقف البث عند الغسق. ما الظروف التي توجد في الليل وتساعد في زيادة نطاق موجات الراديو؟

لقد سئمتُ ذلك الشيء المسمَّى بالعلم … أنفقنا الملايين على هذا النشاط على مدار السنوات الأخيرة الماضية، وقد حان الوقت الذي ينبغي فيه أن يتوقف ذلك.

سايمون كاميرون (سيناتور أمريكي من بنسلفانيا، ١٨٦١م)

(٢٠) استقبال راديو السيارة

ربما تكون قد لاحظت أنه رغم أن البث بنظام إيه إم على راديو السيارة ينقطع عندما تمر أسفل جسر، فإن البث بنظام إف إم في الموقف ذاته سيستمر دون انقطاع. لماذا يوجد هذا الاختلاف الكبير في الاستقبال بين إشارات الإيه إم وإشارات الإف إم؟

إلى أيِّ مدًي تتسم المشكلات الفيزيائية الخاصة بالحُفَر العميقة في الأرض بالواقعية؟ على سبيل المثال، يمكننا أن نبين أن أي جسم يتحرَّك داخل نفق مستقيم أملس محفور بين نقطتين على سطح الأرض تحت تأثير الجاذبية وحدها سيتخذ حركة توافقية بسيطة ذات فترة قوامها ٨٤٫٣ دقيقة. المشكلة هي أنك لا تستطيع أن تُبقي على حفرة مفتوحة على عمق يزيد، مثلًا، عن ١٦ كيلومترًا. وعلى عمق ٣٠ كيلومترًا، سيكون الضغط ودرجة الحرارة عظيمين للغاية، لدرجة أنه حتى المسام والثقوب الموجودة في الصخور الصلبة سوف تنغلق.

(٢١) أحواض استحمام مغناطيسية

كل جسم حديدي ساكن في الولايات المتحدة ممغنط، بحيث يكون القطب الشمالي المغناطيسي في الأسفل والقطب الجنوبي في الأعلى! وهذا يشمل أحواض الاستحمام وخزانات الملفات والثلاجات، بل وحتى المظلات ذات القضبان الحديدية التي تُترك منتصبة لفترة من الوقت. هل من فكرة عن سبب ذلك؟

علماء الأرصاد الجوية لا يهرمون، بل تعصف بهم رياح العمر.

(٢٢) دوَّامة حوض الاستحمام

عند تصريف المياه من حوض الاستحمام، تنشأ حركة دوَّامية حول فتحة التصريف. العديد من الناس يظنون أن دوران الدوامة يكون دائمًا في عكس اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي وفي اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الجنوبي، ويظنون أن هذا التأثير ينتج عن دوران الأرض حول نفسها. هل لهذا الاعتقاد ما يبرِّره؟

كل الماء الموجود على سطح الأرض يمكن احتواؤه داخل مكعب طول ضلعه ٧٠٠ ميلٍ.

(٢٣) الجاذبية قُرب الجبال

قد تتوقَّع أن قوة الجاذبية الناتجة عن وجود سلسلة جبلية بالجوار ستتسبَّب في جعل الشاقول يميل بزاوية مختلفة قليلًا عن الزاوية العمودية. هذا المثال يظهر بالفعل في العديد من المقرَّرات الدراسية عن الفيزياء. ومع ذلك، كان الأمر المفاجئ أن الانحراف المرصود يقل كثيرًا عن ذلك الذي تنبَّأت به الحسابات النظرية. في الواقع، مقدار الانحراف يبلغ فعليًّا صفرًا، وهو ما يعني ضمنًا أن سلسلة الجبال لا تمارِس أي قوة جذب إضافية على الشاقول. هل من سبيل لحل هذا التناقض الظاهري؟

في نصف الكرة الشمالي، حوالي سبع من كل عشر حالات غروب تكون الشمس فيها حمراء اللون تنبِّئ بطقس طيب.

جاري لوكهارت

(٢٤) الجاذبية داخل الأرض

الكثير من الأشخاص واقعون تحت انطباع بأن شدة مجال الجاذبية تنخفض مع ابتعاد المرء عن سطح الأرض. وبالنسبة إلى كرة مصمَتة لها نصف القطر ، والكتلة ، وكثافة منتظمة، يكون مجال الجاذبية على المسافة من المركز هو ، وهو ما يبين وجود زيادة خطِّية من المركز إلى السطح. هل لنا أن نتوقَّع أن تنطبق هذه العلاقة البسيطة على العالم الواقعي؟

البرق يضرب الرجال بمعدل يزيد أربعة أضعاف عن النساء.

(٢٥) لماذا تكون عجلة الجاذبية أكبر عند القطبين؟

يقال دومًا إن عجلة الجاذبية عند القطبين تكون أكبر مما هو الحال عند خط الاستواء؛ لأن سطح الأرض عند القطبين يكون أقرب بمسافة ٢١ كيلومترًا إلى مركز الأرض، وهو ما يرجع إلى تسطُّح شكل الأرض. هل هذا هو السبب الرئيسي؟

يقال إن جبل إفرست هو أعلى جبل؛ إذ يبلغ ارتفاعه ٢٩٠٢٨ قدمًا فوق سطح البحر. لكن ثمة طريقة أخرى لقياس قمم الجبال تتمثَّل في قياس المسافة بين القمة وبين مركز الأرض. على هذا الأساس، يكون بركان تشيمبورازو في الإكوادور، بارتفاعه البالغ ٢٠٥٦١ قدمًا فوق سطح البحر، أعلى من جبل إفرست بميلين كاملين. وسبب هذا هو أن الأرض تكون منتفخة الشكل عند خط الاستواء (قرب تشيمبورازو) ومسطحة عند القطبين.

(٢٦) الوميض الأخضر

يمكن للمرء أن يلمح أحيانًا تأثيرًا استثنائيًّا يسمَّى الوميض الأخضر عند غروب الشمس. فحين يكون الجزء الأخير من قرص الشمس على وشْك الاختفاء، يتحوَّل لونه إلى لون أخضر ساطع. يمكن رؤية هذا التأثير فقط لو كان الهواء صافيًا وكان الأفق مرئيًّا بوضوح؛ وهو ما يحدث عادةً عند البحر أو في الجبال أو في البلاد الصحراوية. كيف تستطيع الطبيعة أن تنتج هذه الظاهرة؟

أغلب المحيط الأطلنطي يقع بدرجةٍ ما تحت مستوى سطح البحر.

من كتاب آرت لينكليتر بعنوان «حديقة المعلومات المغلوطة للأطفال»

ترتفع حالات الانتحار بمعدل ٣٠ بالمائة كلما تغيَّر الضغط بدرجة تزيد عن ٠٫٣٥ بوصة في اليوم.

(٢٧) الأنهار المتعرِّجة*

لا وجود مطلقًا لنهر يجري في خطٍّ مستقيم. في الواقع، وُجد أن المسافة التي يقطعها أيُّ نهر في خط مستقيم لا تتجاوز في المعتاد عشرة أضعاف عرض النهر في تلك النقطة. في البداية قد نفترض أن النهر يتلوَّى ويتعرَّج في استجابة مباشرة للمرتفعات والمنخفضات التي يواجهها في طريقه، لكن ليس هذا هو السبب على الإطلاق! فحتى على منحدر سلس هادئ، لا تتدفَّق المياه في خط مستقيم هبوطًا، بل تتلوَّى وتتعرَّج كما لو كانت تحاول بكل قوتها أن تتفادى السير في خطٍّ مستقيم إلى الأسفل. فما السبب؟

شهدت إنتاجية الطاقة الشمسية تغيُّرات بالغة على مدار القرون، ويبدو أنها ترتبط بالتغيرات على الأرض. على سبيل المثال، وقعت أقلُّ فترة للنشاط الشمسي بين عامَي ١٦٠٠ و١٧٠٠، حين اختفت البقع الشمسية تمامًا خلال النصف الثاني من ذلك القرن. أيضًا كانت تلك أشد الفترات برودةً على مدار السنوات الألف الماضية، ويطلَق عليها أحيانًا «العصر الجليدي الصغير».

(٢٨) الحصول على الطاقة من البيئة المحيطة*

ثمة معتقَد شائع مفاده أنه بسبب القانون الثاني من قوانين الديناميكا الحرارية لا نستطيع استخدام الطاقة الموجودة في محيطنا من أجل بذل شغل مفيد. على سبيل المثال، لا يستطيع زورق آلي شفط الماء، واستخلاص الطاقة منها من أجل دفع مروحته، ثم يتخلَّص من كتل الجليد الناتجة عن هذه العملية. يبدو القانون الثاني وكأنه يمنع مثل هذه الاحتمالية بسبب الافتقاد لمخزون الحرارة عند درجات الحرارة المنخفضة. ومع ذلك، يوجد بالفعل مخزونُ حرارة كهذا، وهو متاح للاستخدام الفوري من جانبنا. هل من أفكار بشأن ماهية هذا المخزون؟

تقويم شيريدان

  • أشهر الخريف: شهر الصفير، وشهر العطس، وشهر التجمد.
  • أشهر الشتاء: شهر التزلج، وشهر تساقط الثلج، وشهر البرد القارس.
  • أشهر الربيع: الشهر المطير، وشهر الزهور، والشهر الظليل.
  • أشهر الصيف: شهر التقافز، وشهر المحاصيل، وشهر تفتح الأزهار.

(٢٩) درجة حرارة الأرض*

ما الذي يحدِّد درجة حرارة الأرض؟ لا يمكن أن تتحدَّد درجة الحرارة من خلال الحرارة المتسرِّبة من باطن الأرض. فهذه الطاقة مقدارها ضئيل للغاية مقارنةً بالإشعاع الشمسي الذي يمتصُّه سطح الأرض. في حالة التوازن، يجب أن يتساوى مقدار الطاقة الممتصة في المتوسط مع مقدار الطاقة المُشعَّة إلى الفضاء. ودرجة حرارة التوازن التي سنحصل عليها باستخدام هذه المساواة هي ٢٥٦ درجة كلفنية، أو −١٧ درجة مئوية، وهو ما يقل بنحو ٣٠ درجة مئوية عن القيمة الفعلية المَقِيسة. هل ارتكبنا خطأً ما، أم تُرانا أغفلنا شيئًا ما؟

أظهرت دراسة أُجريت عام ١٩٦٤م على تلاميذ المدارس في ويسكونسن، أن التلاميذ كانوا أكثر هدوءًا في الأيام الصافية، وأكثر اضطرابًا في الأيام الغائمة. وقد كانت درجات الاختبارات في أعلى معدلاتها خلال أكثر الأوقات اضطرابًا.

جاري لوكهارت

(٣٠) تأثير الصُّوبة*

هل من المنطقي أنْ نَصِفَ العلاقة بين زيادة تركيزات ثاني أكسيد الكربون والارتفاع المُفترَض في درجة حرارة الكوكب بأنها «تأثير الصُّوبة»؟ يزعم البعض أن سبب دفء الصوبات الزراعية هو حبس الإشعاع؛ إذ إن الزجاج شفاف أمام الإشعاع الشمسي، لكنه مُعتِم أمام الأشعة تحت الحمراء. لكن يذهب آخرون إلى أن الصوبات الزراعية ما هي إلا مآوٍ من الرياح؛ فكلُّ ما تفعله هو منع انتقال الحرارة عن طريق الحمل. أيُّ الفريقين هو المحق؟

في اليوم العادي، يحتوي السنتيمتر المكعَّب من الهواء على ١٢٠٠ أيون موجب و١٠٠٠ أيون سالب. هذه الأيونات السالبة تكون في الغالب ذرات أكسجين بها إلكترون إضافي، والأيونات الموجبة تكون ذرات ثاني أكسيد كربون ينقصها إلكترون.

(٣١) قياس حجم الأرض*

في حوالي عام ٢٠٠ قبل الميلاد، خرج إراتوستينس، أمين مكتبة الإسكندرية العظيمة، بطريقة بسيطة لتحديد محيط كوكب الأرض. كان قد قرأ أنه في مدينة أسوان، بمصر، لا تُلقي المسلَّات أيَّ ظلال في ظهيرة يوم الحادي والعشرين من يونيو، كما يهبط ضوء الشمس مباشرةً حتى قاع الآبار. وقد لاحظ أيضًا أنه في مدينة الإسكندرية (الواقعة إلى الشمال مباشرةً من أسوان) كانت الشمس في ظهيرة اليوم عينه تميل عن السمت بمقدار سبع درجات. بعد ذلك حصل إراتوستينس على قياس للمسافة بين الإسكندرية وأسوان، غالبًا بمساعدة مسَّاح يسير في خطوات متساوية الطول. تبيَّن أن المسافة تبلغ ٥٠٠ أستيديوم. وباستخدام هذا الرقم حَسْب إراتوستينس تبيَّن أن محيط الأرض يبلغ (٧°/٣٦٠°) × ٥٠٠٠، أو بالتقريب ٢٥٠ ألف أستيديوم، ما يعادل ٤٢ ألف إلى ٤٦ ألف كيلومتر، وهو ما يزيد بنحو ٥ في المائة عن المقدار الفعلي.

رغم بساطة هذه الطريقة، فإنها مُجهِدة. واليوم يستطيع أي شخص أن يحدِّد حجم الأرض في حدود دقَّة مقدارها ١٠ بالمائة فقط عن طريق مشاهدة غروب الشمس. هل يمكنك أن تشرح كيف يمكن عمل ذلك؟

ليست رحلة الاكتشاف الحقيقية هي تلك التي نرى فيها أراضِيَ جديدة، بل تلك التي ننظر فيها بأعين جديدة.

مارسيل بروست

جميع الحقوق محفوظة لمؤسسة هنداوي © ٢٠٢٠